从城市自然到居民健康的生态系统文化服务路径

郭庭鸿 舒波 董靓

摘要：城市自然与居民的生理、心理及社会健康有着广泛联系，然而，过去大部分研究的相关性结论或控制条件下才能成立的因果性结论还不足以支持应用实践。文章从阻碍应用实践的关键问题切入，对城市自然与居民健康的联系过程“生态系统文化服务路径”进行了述评并尝试构建相应的概念性框架。

关键词：自然一健康，现实路径，调节因素，概念框架

城市自然不仅提供生物多样性支持和气候调节等“有形”的生物物理服务，还承载着休闲游憩、审美体验和精神满足等“无形”的文化服务。相较于其他服务，文化服务代表了人与自然间最亲密的关系，其获取过程通常需要真实地接触（使用）自然环境。过去几十年的研究表明，接触自然有利于自感健康提升、抑郁风险减少、身体质量指数下降及社区归属感增强等。这种意义上的文化服务可能是城市白然最有价值的贡献。然而，目前为止大部分研究证据属于“自然一健康”的相关性结论以及控制条件下才能成立的因果性结论，只能说明白然是否影响健康及其理论上的联系机制。现实世界中，经由文化服务路径联系二者的过程受多重因素的干扰，如性别、种族、经济状况等人口学因素，自然环境的物理特征，社会文化背景及当地气候等。目前很少有研究关注经过这些第三方因素影响之后，自然与健康的联系是否成立及何种程度上成立的问题。由此，本文试图根据近年国内外相关文献，对基于文化服务路径的城市自然与居民健康问题予以述评，即要讨论现有科学研究与应用实践之间面临的障碍。

1 概念界定

1）城市自然（urban nature）。自然原本指人类和人工的对立物，是由动植物等生命要素以及水土气等非生命要素组成的，具有不同结构、过程、功能和尺度的地理单元。然而，健康相关研究往往更为感兴趣的是位于建成环境中的自然，如室内外绿化、街道绿化及公园等。由于它们都经过设计、建造、管理和维护等不同程度的人类干扰并包含人工要素，本文采用“城市自然”一词把自然与城市结合起来的同时也对其加以区分。

2）健康（health）。1948年世界卫生组织（WHO）将其定义为“整个躯体、心理和社会的良好状况，不仅是无生理疾病和躯体残疾”。本文将健康视为自然-健康关系链的最终结果，是人类福祉的重要组成部分。

3）生态系统文化服务（cultural ecosyslemservice）。这里的“文化服务”等同于“文化效益”，同生物物理服务一样都被视为末端状态。此概念基础上发展起来的“级联模型”（cascademodel）等认为，有必要把“服务”从“效益”中分离出来，否则不足以反映不同服务的本质区别。他们认为从生态系统到人类福祉的联系过程中，要经过“功能”（生态系统结构和过程的结果）、“服务”（当功能具有价值时转化为服务）及“效益”（由服务产生效益）的级联转化。由于生态功能在改善物理环境上的价值是固有的，此时三者间的转化是直接的，可不区分彼此（如植被对城市热岛效应的缓解，依赖于叶面的热辐射反射及蒸散等功能）;但是生态功能与文化服务间的转化需要人为参与，只有当功能被赋予价值时才能转化为服务（如由植被创造的游憩空间，只有被人使用时才能转化为游憩服务，进而产生效益）（图1）。本文重点关注自然与健康的联系过程和步骤（路径）.故将文化服务理解为被人赋予价值的生态功能。

2 自然与健康的经典理论及实证研究简述

近40年，自然与健康议题引起了环境心理学、休闲游憩学及规划设计学等领域诸多学者的强烈兴趣。其中，尤以围绕“减压理论”（stress reduction theory）和“注意力恢复理论”（altenlion restorative theory）的实验研究及其指标检测方法的进步，使该领域取得重要进展并获得广泛认同。

2.1 经典理论假说

“减压理论”认为长期进化过程中，人类应对压力时对某些自然特征的依赖，使其在遗传上形成了偏好这些自然的机制。所谓“压力”（stress）是指个体感知到所处情境的需求与其生理、心理或社会资源不相匹配而造成的身心紧张状态。其之所以将自然与健康的关系归结于压力，是因为本能的压力反应对早期人类的生存至关重要。当遇到伤害或伤害威胁时（如猛兽攻击），害怕等消极情绪会触发压力反应（激素分泌增加促使体内器官运转加速）从而为“战斗或逃避”（fight or flight）提供能量。然而，此过程会带来过度生理唤醒、能量消耗和注意下降等不利影响。当遇到有利生存的环境时（如利于观察、隐蔽或获得食物和水源的自然环境）.情绪会从消极转变为积极并使受到干扰失调的生理运行得以恢复。

“注意力恢复理论”认同自然减压，但不同意初始反应上只有无意识的情绪变化。该理论认为导致压力的原因除了伤害本身足够令人厌恶外，还有因资源不足致使无法处理复杂信息。由于定向注意（directed attention）是所有有意识的信息处理都会动用的重要资源，其特点是服从预定目的并需要努力和大量精力才能保持，强烈而持续地运用会使其疲劳。自然环境的远离（being a—way）、迷人（fascinalion）、丰富（extent）和相容（compalibility）等属性，会使个体的注意模式从定向注意切换为无预定目的的自发注意（automatic attention），从而使前者得以恢复并使压力减小。此外，该理论还强调了个体无压力时接触自然也可以使注意疲劳恢复的情形。总之，无论是减压理论还是注意力恢复理论，描述的都是接触自然过程中由心理变化主导的积极效应（可被统称为心理恢复）。

2.2 实验研究概况

减压理论、注意力恢复理论已被大量对照实验证实。这些研究一般采用“选择研究环境一选定被试对象一预设实验前提一进行实验刺激一测评相应指标”的研究设计，检查自然和人工环境对被试生理心理的不同影响。其中，乌尔里希（R.S.Ulrich） 1984年发表在《Science》期刊上的研究具有开创性意义。他巧妙地利用某医院病房的不同窗景条件（一侧病房面对普通砖墙，另一侧病房面对树林），证明“那些直接或感官上接触自然的病人具有较高的疼痛域值”。该研究之后，随着指标检测技术的进步，使该领域取得长足发展。早期研究主要借助心理學量表评价被试接受刺激前后的主观感受，包括情绪状态、感知压力、定向注意和环境偏好等。如有研究使用“情绪反应量表”（ZIPERS）评估了观看自然场景和城市场景的效益差异，结果显示自然组的积极情绪更高、恐惧感和悲伤感更少。之后，研究深入至生理压力反应，利用“生物反馈仪”（biofeedback）测量被试的血压、心率和心率变异性、皮肤导电性及唾液皮质醇等，证明了自然环境对这些指标的显著改善;同时，生理与心理指标间表现出广泛的一致性。近期，脑成像技术的应用为该领域添加了更为直观的证据。如有研究利用功能性磁共振成像技术（fMRI），对比被试观看不同环境时的脑神经活动。结果显示，城市环境使被试的视觉和注意处理区域的神经兴奋明显增强，而自然环境并没有类似的效应，表明被试在处理城市环境信息时需要更多的定向注意。

除心理恢复外，研究表明自然环境还可促进体力活动，基于自然的体力活动，也称“绿色运动”（green exercise），比起室内或城市环境的同类活动，对生理心理健康的影响更为显著。同时，多个采用中介分析的研究显示自然环境中的“社交活动”（social contact）也可以解释自然与健康关系的一部分。

3 自然与健康的联系路径

3.1 理论路径及其问题

目前，多位学者在既往实验研究的基础上总结了自然如何影响健康的因果路径，其中哈蒂格（T.Hartig）等的理论模型被广泛引用。他们认为人一自然交互过程中产生的“心理恢复、体力活动和社交联系”和自然对“不良环境暴露的减少”是影响健康的中介机制，它们或单一或共同地联接自然与健康。简单来说，自然环境可提供审美和放松的机会，通过缓解心理疲劳和精神压力提升心理健康;也可提供安全、易得、富有吸引力的场所，通过体力活动促进生理心理健康;还可提供邻里交往的场所，通过积极的社交活动形成良好的心理和自感健康;还可减少空气污染、高温高热及噪声等不良环境的影响。

尽管理论如此，但受控条件下开展的实验研究在支持因果路径的同时，忽略了理论与现实的差距。上述路径中，除“减少不良环境”外，其余都是在保证被试接触（使用）自然的前提下建立的自然与相应健康结果的关系，也即提前规定了刺激方式（如开展体力活动）、刺激所依托的环境类型（如公园）以及接受刺激的被试（如儿童）。问题是现实生活中这些规定并不存在。人们是否或以怎样的形式接受自然刺激，会因人的需求和环境类型等的不同而有较大差异，进而可能对健康产生不同程度的影响。对此，不设定上述前提的基于自由人群（free-living population）的横断面研究可进一步佐证。如有研究分析了住区1 km范围内的绿地数量与焦虑症、抑郁症发病率的关系，发现绿地数量越多发病率越低的统计显著性只在儿童和低收入人群上成立。另一研究发现居民体力活动与生活空间的公园数量及距离显著相关，但是女性相对于男性在这一关系上更为明显。此类研究表明，不同人群的表现差异可能源于自然接触（使用）上的不同。

由此可见，心理恢复、体力活动和社交联系路径可能是实验环境中才能成立的理论路径。其与现实情境的不一致，说明有必要进一步检查现实世界中自然与健康的联系过程（即现实路径）.否则将会造成应用实践的偏差。

3.2 文化服务的现实路径

理论路径的一部分是通过改变物理环境（如控制热岛效应）直接减少健康风险，被称为“生物物理服务路径”，此过程不需要个体有意识的参与体验便可获益;与之相对，其余大部分是通过促进有益健康的行为（如体力活动、社会交往）或是改变人的生理心理状态（如精神压力、心理疲劳），进而间接地影响健康。这些间接效益实质上是接触（使用）自然的结果，而后者表示人们对生态功能文化价值的实现，因此对应的路径可被称为“文化服务路径”。

现有理论路径基于一种线性假设（linear as-sump Lion），即假定自然环境的数量增加或质量提高（如生物多样性）会产生更多积极的健康结果。但是，现实情况表明，该假设仅适用于生物物理服务路径。对文化服务路径来说，这种关系可能被很多与自然接触（使用）有关的因素干扰，进而出现双向或不同程度的结果。这些因素被称为自然与健康关系的调节变量（modera-tors）。所谓调节变量是指“如果因变量（Y）与自变量（x）的关系是变量M的函数：Y=f（x，M） +e，则称M为调节变量”，调节变量会影响因变量和白变量之间关系的方向（正或负）和强弱。以绿色运动为例，理论路径一般包括4个线性环节：由一定数量和种类的植被组合而成的自然环境（A），具有改善局部气候、遮阴及美化物理空间的功能（B），可提供安全、舒适和富有吸引力的场所并由此开展体力活动（C），间接地促进健康（D）。但是，A-B之间可能因个体的可自由支配时间、身体状况、可选择的其他体力活动机会（如体育馆）及当时的天气状况等因素的影响，而出现是否进入自然空间的两种可能。如果受以上因素约束而没有进入的话，则不能使用其所提供的体力活动机会（适于体力活动的场所）;B-C之间可能因个体对体力活动的偏好及其身体状况等因素，而决定是否开展体力活动;C-D之间可能因体力活动的强度、时间及个人的适应性等，产生不同水平甚至相反的的健康结果（如改善心脏病、高血压、肥胖等与静态生活方式有关的疾病）。同理，社交联系和心理恢复的理论路径也会受到相关调节因素的干扰。

3.3 基于现实路径的概念性研究框架

文化服务的现实路径远比理论路径复杂。若想在现实情境中达成自然与健康的联系，必须要确认二者的因果关系及联系过程中调节因素的作用。显然，过去关于“自然一健康”的相关性结论或先验的因果性结论无法支持此目标的实现。加之，这些结论大多建立在自然和非自然环境的粗放对比上，没有提供白然要素（或属性）与预期健康结果的详细信息，进一步增加了应用实践的难度。如此不难理解现今城市自然的规划管理往往采用“一刀切”的方式来满足生态、社会、文化等多元需求。面对这一状况，首先需要一个概念性研究框架来明确相关研究的努力方向。我们根据相关文献，提出了相应的解决方案（图2）。

4 结论与建议

未来30年，世界范围内70%的人口将居住在城市。静态化且充满压力的城市生活方式将会使更多人罹患抑郁、肥胖、心血管疾病等慢性非传染疾病。在此背景下，自然环境潜在多方面的健康效益使其备受学界关注。然而，城市空间的高度人工化使城市内部的自然资源变得非常有限，有限的资源必然难以发挥其所能提供的多维健康效益。由此，必须借助一定的干预措施来提升城市自然的健康促进作用。诚然，既往研究揭示了自然与健康的相关关系以及作用机制，但还不足以支持真正可实施的“基于自然的健康解决方案”（nature-based health solution）。本文关于城市自然生态系统文化服务路径的讨论试图阐明理论与现实的差距，为后续可直接支持应用实践的研究提供一些参考和思路。

长远来看，该领域还需强化研究的生态效度（ecological validity），评估不同条件下具体自然要素与预期健康结果的“剂量一效应关系”（dose-effect relationship）。因此， “野外控制研究”和“纵向观察研究”将有助于厘清这些关系。前者可用于检测真实情境中自由人群对自然特征变化（如社区绿地改造前后）的不同反应（如体力活动频率变化），进而分析引起这些差異的因素。后者可跟踪观察到不同情境中研究对象在自然和健康上的变化。然而，由于此类研究受研究条件（如引起一定区域的自然环境变化）和数据收集的限制而具有较大难度。近期而言，在没有精确匹配剂量一效益之前，可围绕城市自然的使用情况开展“片段式”研究，也即调查调节因素如何影响活动类型、停留时间及使用频率等。对此，可借助传统现场或非现场调查方法收集使用者的需求数据，借助地理信息系统或现场视觉观察方法收集自然环境物理特征数据，还可借助“公共参与地理信息系统”（Public Par-Licipatory GIS）获取更为精确的数据。这些数据之间的匹配可为多样的休闲游憩需求提供生态结构清晰的自然环境，以此来提高城市自然的使用，进而增加人们从中获益的可能性。这一策略对近期的城市自然规划管理尤为重要，在现有“规定最短距离、最小面积的做法”基础上又前进了一步。